DE10134539A1 - Abschirmkabine - Google Patents
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Abstract
Eine Abschirmkabine für ein Magnetresonanzgerät zum Abschirmen von elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern umfasst wenigstens einen Bereich, der aus einem Metallschaum ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Abschirmkabine für ein Magnetresonanzgerät zum Abschirmen von elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern.
- Die Magnetresonanztechnik ist eine bekannte Technik zum Gewinnen von Bildern eines Körperinneren eines Untersuchungsobjekts. Dabei werden in einem Magnetresonanzgerät einem statischen Grundmagnetfeld, das von einem Grundfeldmagnetsystem erzeugt wird, schnell geschaltete Gradientenfelder überlagert, die von einem Gradientensystem erzeugt werden. Ferner umfasst das Magnetresonanzgerät ein Hochfrequenzsystem, das zum Auslösen von Magnetresonanzsignalen Hochfrequenzsignale in das Untersuchungsobjekt einstrahlt, und die ausgelösten Magnetresonanzsignale aufnimmt, auf deren Basis Magnetresonanzbilder erstellt werden.
- Die Magnetresonanzsignale sind dabei elektromagnetische Signale im Hochfrequenzbereich, wobei deren genauer Wellenbereich von einer Stärke des Grundmagnetfeldes abhängig ist. Damit der Empfang und damit die Magnetresonanzbilder durch äußere Hochfrequenzstörungen möglichst unbeeinflusst sind, ist es bei der Magnetresonanztechnik üblich, wenigstens den eigentlichen Grundfeldmagneten des Grundfeldmagnetsystems, ein Gradientenspulensystem des Gradientensystems und Antennen des Hochfrequenzsystems in einer Abschirmkabine anzuordnen. Die Abschirmkabine bildet dabei eine lückenlose Umhüllung vorgenannter Komponenten des Magnetresonanzgeräts, weist beispielsweise eine Dämpfung von wenigstens 90 dB für einen Frequenzbereich von 10 bis 200 MHz auf und ist, abgesehen von Fenstern, beispielsweise aus einem Stahlblech oder einer Kupferfolie ausgebildet. Die Abschirmkabine entfaltet selbstverständlich ihre abschirmende Wirkung auch in umgekehrter Richtung von innen nach außen. Eine Ausführungsform einer Abschirmkabine ist in der US 4,651,099 beschrieben, wobei die Abschirmkabine für ein zusätzliches Abschirmen, beispielsweise eines Streufeldes des Grundfeldmagneten nach außen hin, aus ferromagnetischem Metall ausgebildet ist.
- Weil beispielsweise ein das Gradientenspulensystem versorgender Gradientenverstärker des Gradientensystems und ein sich an die Antennen anschließendes Steuersystem des Hochfrequenzsystems außerhalb der Abschirmkabine angeordnet sind, sind entsprechende Verbindungsleitungen, beispielsweise zwischen dem Gradientenspulensystem und dem Gradientenverstärker, über in die Abschirmkabine integrierte Filter geführt, damit auch hierüber keine Hochfrequenzstörungen in die Abschirmkabine gelangen können. Eine Ausführungsform vorgenannten Filters ist in der US 6,218,836 B1 beschrieben.
- Zum Erzeugen von Gradientenfeldern sind in Gradientenspulen des Gradientenspulensystems entsprechende Ströme einzustellen. Dabei betragen die Amplituden der erforderlichen Ströme bis zu mehreren 100 A. Die Stromanstiegs- und -abfallraten betragen bis zu mehreren 100 kA/s. Auf diese sich zeitlich verändernden Ströme in den Gradientenspulen wirken bei vorhandenem Grundmagnetfeld in der Größenordnung von 1 T Lorentzkräfte, die zu mechanischen Schwingungen des Gradientenspulensystems führen. Diese Schwingungen werden über verschiedene Ausbreitungswege an die Oberfläche des Magnetresonanzgeräts weitergegeben. Dort werden die Mechanikschwingungen in Schallschwingungen umgesetzt, die schließlich zu an sich unerwünschtem Lärm führen.
- Für Magnetresonanzgeräte ist eine ganze Reihe von passiven und aktiven Lärmminderungsmaßnahmen beschrieben worden. Zu den bekannten passiven Lärmminderungsmaßnahmen am Magnetresonanzgerät zählen beispielsweise ein Anbringen von schalldämpfenden Schaumstoffen in Verkleidungsteilen zum Gradientenspulensystem hin und/oder ein Anordnen von flexiblen Schichten an und/oder im Gradientenspulensystem. Dazu wird beispielhaft auf die US 4,954,781 verwiesen.
- Des Weiteren ist es bekannt, einen Aufstellungsraum des Magnetresonanzgeräts mit schalldämmenden bzw. schalldämpfenden Werkstoffen, beispielsweise aus Mineralwolle, auszukleiden, um wenigstens eine Lärmemission aus dem Aufstellungsraum nach außen wirksam zu dämpfen.
- Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Abschirmkabine zu schaffen, die unter anderem bei einfachem Aufbau eine weitgespannte Abschirmwirkung aufweist.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- Gemäß Anspruch 1 ist bei einer Abschirmkabine für ein Magnetresonanzgerät zum Abschirmen von elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern wenigstens ein Bereich der Abschirmkabine aus einem Metallschaum ausgebildet.
- Dadurch das der Metallschaum, insbesondere ein Aluminiumschaum, ultraleicht, in komplizierten Formen herstellbar und mechanisch einfach bearbeitbar ist, ergeben sich bei Planung und Montage Vereinfachungen. Aluminiumschaum unter anderem in plattenförmiger Ausbildung wird beispielsweise unter dem Markennamen ALULIGHT© von der in Ranshofen in Österreich ansässigen Alulight International GmbH angeboten.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Metallschaum sowohl zum Abschirmen der elektromagnetischen Hochfrequenzfelder als auch einer weiteren abzuschirmenden Größe, beispielsweise Schall und/oder Wärme, ausgebildet. Dabei weist der Metallschaum, insbesondere der Aluminiumschaum, bei entsprechender Ausbildung Eigenschaften auf, die sowohl elektromagnetische Hochfrequenzfelder als auch Schall und/oder Wärme wirksam zu dämpfen vermögen. Damit sind gegenüber einer bekannten Abschirmkabine aus Kupfer- oder Stahlplatten, die zum Abschirmen von Schall zusätzlich mit schalldämmenden bzw. schalldämpfenden Werkstoffen ausgekleidet ist, folgende Vorteile erzielbar: Durch Einsparen vorgenannter, zusätzlicher schalldämmender bzw. schalldämpfender Werkstoffe ergibt sich ein reduzierter Materialaufwand sowie eine vereinfachte Planung und Montage. Dies bedingt unter anderem eine günstigere Kostensituation. Des Weiteren ist bei gleicher Wirksamkeit die Abschirmung mit einer geringeren Wanddicke ausführbar.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Bereich derart ausgewählt, dass in wenigstens einer Richtung die weitere abzuschirmende Größe wirksam abschirmbar ist. Dadurch ist beispielsweise eine Schalltransmission vom Inneren der Abschirmkabine richtungsselektiv durch eine bestimmte, aus dem Metallschaum ausgebildete Wand der Kabine dämpfbar, so dass beispielsweise in einem in Richtung der Wand gelegenen Wohngebiet zulässige Lärmgrenzwerte eingehalten werden können.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abschirmkabine selbsttragend ausgebildet. Dadurch wird unter anderem eine hohe Unabhängigkeit von einer Aufstellungsumgebung, beispielsweise einer Ausführung eines Mauerwerks und/oder einer Mauerdicke eines Aufstellungsraumes, erzielt.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei zeigen
- Fig. 1 eine selbsttragende Abschirmkabine aus Aluminiumschaum,
- Fig. 2 eine Abschirmkabine aus Aluminiumschaum als Auskleidung eines Aufstellungsraums und
- Fig. 3 eine selbsttragende Abschirmkabine mit Wänden aus Aluminiumschaum und Boden und Decke aus Kupfer oder Stahl.
- Die Fig. 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht eine selbsttragende Abschirmkabine 10. Dabei ist die Abschirmkabine 10 aus Aluminiumschaumplatten 11 zusammengesetzt. Die Platten 11 sind dabei derart selbsttragend aneinandergefügt, dass die Abschirmkabine 10 bezüglich HF-Strahlung in einem vorgebbaren Frequenzbereich von beispielsweise 10 bis 200 MHz eine vorgebbare Dämpfung von beispielsweise 90 dB aufweist. In einer anderen Ausführungsform weist die dargestellte Abschirmkabine 10 zum Erzielen des selbsttragenden Aufbaus ein zusätzliches Gerüst auf, an dem die Aluminiumschaumplatten 11 entsprechend befestigt sind.
- Eine der Aluminiumschaumplatten 11 umfasst eine Filterplatte 13 zum Durchführen von Energie- und Steuerleitungen 15 und 16, die einen außerhalb der Abschirmkabine 10 angeordneten Gradientenverstärker mit einem innerhalb der Abschirmkabine 10 angeordneten Gradientenspulensystem eines Magnetresonanzgeräts verbinden. Die Filterplatte 13 ist dabei derart ausgebildet, dass über die Energie- und Steuerleitungen 15 und 16 wenigstens im vorgegebenen Frequenzbereich möglichst keine HF-Signale von außen in das Innere der Abschirmkabine 10 und umgekehrt keine HF-Signale vom Inneren nach außen übertragen werden.
- Weil die Abschirmkabine 10 aus Aluminiumschaumplatten 11 nicht nur hinsichtlich der HF-Strahlung im vorgegebenen Frequenzbereich eine gute Schirmwirkung aufweist, sondern auch thermisch gut isolierend wirkt, ist das Innere der Abschirmkabine 10, unabhängig von einem sie umgebenden Raum, gut und einfach klimatisierbar. Dazu umfasst die Abschirmkabine 10 eine weitere Filterplatte 14, durch die Verbindungsleitungen 17 und 18 hindurchgeführt sind, die einen innerhalb der Abschirmkabine 10 angeordneten Teil eines Klimatisierungsgeräts mit einem außerhalb der Abschirmkabine 10 angeordneten Teil 19 des Klimatisierungsgeräts verbinden. Dabei weist die weitere Filterplatte 14 Eigenschaften entsprechend der Filterplatte 13 auf.
- Weil die Abschirmkabine 10 aus Aluminiumschaumplatten 11 des Weiteren auch hinsichtlich einer Schallübertragung zwischen dem Äußeren und dem Inneren der Abschirmkabine 10 eine hohe dämpfende Wirkung aufweist, ist mit der dargestellten Abschirmkabine 10 eine Lärmübertragung des in der Abschirmkabine 10 angeordneten Magnetresonanzgeräts nach außen wirkungsvoll dämpfbar.
- Die Fig. 2 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt durch eine Abschirmkabine 20 aus Aluminiumschaumplatten 21, die an Begrenzungsflächen eines Aufstellungsraums für ein Magnetresonanzgerät 23 befestigt sind. Dabei sind die Aluminiumschaumplatten 21 der Abschirmkabine 20 integraler Bestandteil der Wände 27 und 28, einer Decke 29 und eines Bodens 26 des Aufstellungsraums. Gegenüber der Abschirmkabine 10 der Fig. 1 ist die Abschirmkabine 20 der Fig. 2 nicht selbsttragend ausgebildet. Ansonsten gilt für die Abschirmkabine 20 das zur Abschirmkabine 10 Beschriebene entsprechend.
- Die Fig. 3 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt durch eine selbsttragende Abschirmkabine 30, bei der lediglich die Wände der Abschirmkabine 30 aus Aluminiumschaumplatten 31 ausgeführt sind. Dabei werden ein Boden und eine Decke der Abschirmkabine 30 durch gemäß dem Stand der Technik bekannte Stahl- oder Kupferplatten 32 gebildet, die lediglich hinsichtlich einer HF- Strahlung im vorgegebenen Frequenzbereich wirksam schirmen. Dahingegen entfalten die Wände aus Aluminiumschaumplatten 31 ihre abschirmende Wirkung nicht nur bezüglich vorgenannter HF-Strahlung, sondern auch bezüglich einer Lärmemission eines in der Abschirmkabine 30 betriebenen Magnetresonanzgeräts 33.
- Dabei wird die Lärmemission des Magnetresonanzgeräts 33 in horizontaler Richtung wirksam gedämpft. Vorausgehend beschriebene Ausbildung einer Abschirmkabine ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine abzuschirmende Größe richtungsselektiv zu dämpfen ist.
- Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Idee ist, dass auch eine Teilabschirmung, beispielsweise lediglich eine Wand, aus Aluminiumschaum ausbildbar ist, wodurch eine Transmission von Schall und/oder Wärme durch die Teilabschirmung wirksam gedämpft wird, wobei die Teilabschirmung nicht Bestandteil einer HF-Abschirmkabine sein muss.
Claims (10)
1. Abschirmkabine für ein Magnetresonanzgerät zum Abschirmen
von elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern, wo bei
wenigstens ein Bereich der Abschirmkabine aus einem Metallschaum
ausgebildet ist.
2. Abschirmkabine nach Anspruch 1, wobei der Metallschaum
zum Abschirmen der Hochfrequenzfelder ausgebildet ist.
3. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei
der Metallschaum zum Abschirmen wenigstens einer weiteren
abzuschirmenden Größe ausgebildet ist.
4. Abschirmkabine nach Anspruch 3, wobei die weitere
abzuschirmende Größe Schall und/oder Wärme umfasst.
5. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei
der Bereich derart ausgewählt ist, dass in wenigstens einer
Richtung die weitere abzuschirmende Größe wirksam abschirmbar
ist.
6. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
der Metallschaum einen Aluminiumschaum umfasst.
7. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
der Metallschaum in Form miteinander verbindbarer Platten
ausgebildet ist.
8. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
der Bereich wenigstens eine Wand-, Decken- und/oder
Bodenfläche der Abschirmkabine umfasst.
9. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei
die Abschirmkabine selbsttragend ausgebildet ist.
10. Abschirmkabine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei
die Abschirmkabine klimatisierbar ausgebildet ist.
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8131 | Rejection |